Salute e malattia
Secondo il dizionario Merriam-Webster, "ibrido significa una prole di due animali o piante di razze, varietà, specie o generi diversi". Il termine "ibrido da radiazione" indica una cellula ibridata che generalmente contiene minuscoli frammenti di cromosomi irradiati (generalmente umani). Possono anche essere chiamati "ibridi a radiazione ridotta". La scienza medica ha sfruttato la tecnologia degli ibridi da radiazione per localizzare i geni delle malattie umane nel genoma.
La mappatura con ibridi da radiazione è un processo di ingegneria genetica sviluppato originariamente per costruire mappe a lungo raggio dei cromosomi dei mammiferi e scoprire la posizione dei marcatori genetici relativi gli uni agli altri. Si basa su un modello statistico per misurare le distanze tra i marcatori di acido desossiribonucleico (DNA) e il loro ordine sui cromosomi. I marcatori DNA sono molto brevi. Sequenze cicliche di DNA sono contenute in un genoma. La mappatura con ibridi da radiazione si è rivelata indispensabile per localizzare i geni delle malattie umane nel genoma. La posizione relativa di questi marcatori DNA può essere unita in una mappa fisica nota come mappa genetica.
Il primo passo implica amplificazione e purificazione del DNA, simile al primo passo di qualsiasi progetto di sequenziamento. La radiazione spezza poi il DNA in segmenti più piccoli, incorporati in una cellula ibrida. La cellula ibrida da radiazione viene coltivata in grandi quantità. La reazione a catena della polimerasi (PCR) e l'analisi di linkage risolvono la distanza tra i marcatori DNA. Si può verificare facilmente la presenza di vari marcatori genetici. Più due marcatori genetici sono vicini, minore è la probabilità che siano separati dalla radiazione che spezza il DNA.
La procedura usa due linee cellulari diverse incapaci di sopravvivere in un mezzo tossico. Tuttavia, contengono geni che resistono al mezzo tossico quando combinate in una singola cellula (per produzione di un enzima resistente alla tossina). La linea cellulare in studio viene irradiata (solitamente con raggi X), causando rotture nel DNA. Il cromosoma si spezza in segmenti che si fondono o integrano con l'altra linea cellulare, producendo un ibrido. Poiché l'ibrido ha incorporato geni da entrambe le linee e può produrre l'enzima richiesto, sopravvive nel mezzo tossico.
La cellula ibrida che sopravvive viene coltivata in grandi quantità. Questo amplifica il DNA ereditato dalla linea cellulare irradiata. Il campione risultante viene sottoposto a PCR per amplificare due marcatori genetici specifici. Eseguendo i prodotti PCR su un gel, si verifica se entrambi i marcatori sono incorporati nella linea cellulare risultante. Le frequenze con cui i marcatori DNA sono mantenuti in ogni clone (campione coltivato) possono essere calcolate con metodi statistici.
Le mappe dei cromosomi generate per specie multiple (umani, ratto, topo e altri genomi) facilitano la creazione di mappe altamente dettagliate e precise per lo studio di malattie multifattoriali. Altre applicazioni includono la determinazione delle posizioni cromosomiche di 26 nuovi cDNA a lunghezza intera umani (DNA cromosomico).
Sanità pubblica